機械振動是怎樣產(chǎn)生的
機械振動是一種特殊形式的運動,物體相對于平衡位置所作的的往復(fù)運動稱為機械振動,是指機械系統(tǒng)的位移、速度、加速度在某一數(shù)值附近隨時間的變化規(guī)律。例如,機器箱體的顫動、管線的抖動、葉片的擺動等都屬于機械振動。
產(chǎn)生振動是因為它本身具有質(zhì)量和彈性,而阻尼抑制振動。當(dāng)機械系統(tǒng)受到外力作用時,質(zhì)量吸收動能,獲得速度;質(zhì)量本身離開平衡位置后具有一定得勢能,也必然產(chǎn)生指向平衡位置的恢復(fù)力;而彈簧是迫使質(zhì)量回到原來的平衡位置主要恢復(fù)力。這種能量的轉(zhuǎn)換導(dǎo)致了機械振動,若失去外力作用,由于阻尼的存在,振動將逐漸消失。
質(zhì)量,表示物體保持其原始的靜止或運動狀態(tài)的慣性。力促使靜止或運動狀態(tài)發(fā)生變化,質(zhì)量阻止這種變化,Kg 。
剛度,使結(jié)構(gòu)彎曲即撓曲一定的距離需要一定的力。產(chǎn)生一定撓度所要求的力的量值被稱為剛度,N/m。
阻尼,一旦力使一個零件或結(jié)構(gòu)進入運動狀態(tài),零件或結(jié)構(gòu)就會具有減慢運動(速度)的固有機制。這個降低運動速度的性質(zhì)稱為阻尼,N/(m/s)
機器中的由缺陷引起的振動,如果缺陷引起的振動比以上三個抑制性質(zhì)的凈和大很多,產(chǎn)生的振動值就會很***。
需要說明的是,物體并非受到激勵就會振動,因物體運動過程中總會受到阻尼作用,只有阻尼小于臨界值時才會產(chǎn)生振動,臨界阻尼為物體的固有屬性。
臨界阻尼:任何一個振動系統(tǒng),當(dāng)阻尼增加到一定程度時,物體的運動是非周期性的,物體振動連一次都不能完成,只是慢慢地回到平衡位置就停止了。當(dāng)阻力使振動物體剛能不作周期性振動而又能***快地回到平衡位置的情況,稱為“臨界阻尼”。
實際阻尼與臨界阻尼之比稱為阻尼比。當(dāng)阻尼比小于1時,振動振幅按指數(shù)規(guī)律衰減;當(dāng)阻尼大小于1時,物體不會振動,而是做非周期運動。